LINUX.ORG.RU
ФорумTalks

Сколько ГГц можно выжать из z80 на современном техпроцессе 14нм?

 ,


2

2

Известно, что до бесконечности увеличивать тактовую частоту ЦП нельзя. Проводники в волноводы превращаются, нагрев возрастает и т.д. Потолок - примерно 5 ГГц, если не охлаждать жидким азотом. Но это современные монструозные ЦП. А если мы возьмём архитектуру Z80? Она ж простая как 3 копейки. Сможем мы её разогнать до 7-8 ГГц на современном техпроцессе? И с воздушным охлаждением? Или же ограничения в физике, а не в сложности архитектуры? А как же тогда транзисторы под сотни ГГц? Ведь они существуют.

★★★★★
Ответ на: комментарий от Valeg

По-моему зависимости тактовой частоты от техпроцесса ожидать не стоит, на 14 нм он будет просто очень миниатюрным и холодным, но все тем же z80

С уменьшением размеров транзисторов их быстродействие обычно возрастает, т.к. меньшему количеству электронных дырок нужно рекомбинироваться / расходиться при переключении. Как следствие — реальная скорость работы отдельных транзисторов возрастает.

Помимо этого, уменьшение тех-процесса позволит разместить элекменты заметно ближе друг к другу, а это позволит уменьшить время прохождения сигнала от одной части чипа к другой — это тоже один из лимитирующих факторов при подобного рода «разгоне без изменения архитектуры».

Так что в теории переход на 14нм техпроцесс позволит его с минимальными переделками разогнать до 4-5 ГГц. Но реальной пользы действительно будет мало - производительность будет маленькая, т.к. будет затыком память как минимум.

Можно как вариант разместить на одном чипе сотен 5 z80 ядер, и сделать такую супер-параллельную параллельную вычеслительную штуковину. Только по факту — это выйдет подобие CUDA. Т.е. это уже есть и так.

qrck ★★
()
Последнее исправление: qrck (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Deleted

Где там? В спектрумах было прерывание с частотой 50hz, на него ориентировались при отрисовке. Так что большинство спековских игр от разгона проца не страдают.

lenin386 ★★★★
()
Ответ на: комментарий от redgremlin

лол. На 286-х эта кнопка тоже была. Будешь доказывать, что на pc нет таймеров, да? Были игры, которые от увеличения частоты мельтешили, были. Но не все.

lenin386 ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Deleted

а меж тем кластеры по 1000 ядер на кристалле архитектуре недалёкой от z80 вполне реальность, интел для экспериментов клепает такие и даже иногда раздаёт для простых смертных

mm3 ★★★
()
Ответ на: комментарий от quoob

Я уверен что производители процессоров рассмотрели все альтернативы кремнию (и продолжают рассматривать).

true_admin ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от mm3

так это давно, но в наше время было.
какая-то хрень же о 48 ядрах i586?
уже даже и не помню что там за ускоритель

Deleted
()

ограничения в паразитных емкостях

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от redgremlin

Если же делать его конвеерным, суперскалярным и с риском внутри

Как это влияет на частоту?

cvs-255 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Это-то да, я даже в те времена видел такие схемы переделок спектрума, но размер, как его увеличивать? А те, что были позже, зилоги с 32битной адресацией, они программно совместимы (чую, что нет)

Deleted
()
Ответ на: комментарий от unanimous

Что-то типа near-field?

Да.

P.S. Кое-где предпринимают попытки сотворить программируемые оптические чипы, например, один из вариантов (статья) (PDF).

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

ну да, картриджи... На самом деле, я помню этот бред с перреключениями страниц по 16 мегрв в cp/m на 256(толи 512) мегах, сперктрумоподобного клона... А дрессацию надо расширять, а ещё лучше сделать переключаемой с 16бит до 32 (64 :) )

Deleted
()
Ответ на: комментарий от Deleted

вот это была бы турба в играх... :)

А там она уже была. Разновидностей спектрума было много. На зоновском спектруме некоторые игры реально слишком быстро летали. Тоже самое и с досом: на одном компьютере винг коммандер тормозит, на другом не успеваешь прицелиться.

только что в памятью делать?

«Изобретать» досовскую виртуальную память и многозадачность и скрещивать со спектрумом. Дос не успел развиться, его слили искусственно для отсутствия конкуренции с виндой.

Napilnik ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Napilnik

Хехе, у меня был турбо-переключатель. Я за хардварные переключатели.

Deleted
()
Ответ на: комментарий от true_admin

Оно не может быть быстрым и при этом иметь такие габариты. Скорость света не обманешь. Т.е. между блоками ЦПУ будут существенные задержки сводящие на нет скорость сами блоков.

Именно что может. По длинному проводу сигнал будет передаваться модулированный, или даже оптический. А для коротких проводников, которых в микрухе много, никто суперприбамбасов делать не будет, потому в них напряжение постоянного тока будет расти постепенно. Канал по которому движется постоянный эл. ток в проводнике прорастает постепенно, поэтому такой сигнал в реальности движется медленнее скорости света. Пруф:

5 августа была установлена трансатлантическая телеграфная связь. 16 августа 1858 королева Великобритании Виктория и тогдашний президент США Джеймс Бьюкенен обменялись поздравительными телеграммами. Приветствие английской королевы состояло из 103 слов, передача которых длилась 16 часов.
Потому, что оптический кабель длиной в 10 сантиметров, что 50 метров - разница в скорости передачи информации несущественна, главные тормоза не там.

Napilnik ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от unanimous

Это, мягко говоря, не так. Полупроводниковые материалы, отличные от кремния, используются го-о-ораздо меньше, и в основном, в специализированных приложениях. Обычные «гигагерцовые» процы от интеля и AMD (как и видияхи) вполне себе кремниевые.

Подложка, в которой бОльшая часть массы — креминевая. Но на неё напыляют половину таблицы Менделеева. Неужели кремний — по-прежнему основной компонент? Можно ссылку на авторитетный источник?

question4 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от question4

Но на неё напыляют половину таблицы Менделеева.

Сдается мне, что кто-то путает допировани (легирование) полупроводника с собственно тем, какой полупроводник используется.

Можно ссылку на авторитетный источник?

Можешь начать с википедии.

unanimous ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Napilnik

Думается мне, что у трансатлантического телеграфа главная проблема была с ёмкостью линии. Там получался огого какой большой конденсатор, который в совокупности с высоким сопротивлением провода, образовывал RC-цепочку, которую для передачи сигнала приходилось заряжать-разряжать.

У процессоров, кстати, тоже такие проблемы бывают. На гигагерцах даже несколько миллиметров проводника имеют достаточную ёмкость, чтобы она играла роль с учётом того, что сам проводник имеет толщину в десятки нанометров - сопротивление у него большое. А ещё есть паразитные индуктивности. В итоге эта LRC-цепочка ограничивает пропускную способность канала. И да, модулировать сигнал идея плохая. Ибо эта цепочка ещё и неплохой НЧ-фильтр. А модулировать придётся частотой как минимум в 2 раза выше (теорема Котельникова). В итоге сигнал совсем загасится. К тому же бессмысленное усложнение схемы. И тут нет никакой скорости света, просто банальнейшая формула t = R * C (ещё индуктивность как-то к ней приделать для полноты картины, хотя и так всё ясно).

Касательно скорости света. У частоты 5 ГГц период получается 200 пикосекунд. За это время свет проходит 6 сантиметров. То есть если какие-то два блока находятся дальше, то они за 1 такт обменяться данными не успеют. Будет некий ненулевой «пинг». Точнее 6 сантиметров это только в одну сторону, а нам же ещё ответ от блока получить нужно. В итоге уже 3 сантиметра получается. И это с идеальными транзисторами, которые мгновенно открываются. То есть если у нас, условно, какой-нибудь кеш работает на этой частоте, то он должен быть ближе к ядру, чем 3 сантиметра, иначе ядру придётся ждать ответа (конечно, конвейеры частично решают проблему, но это не панацея), пропуская такт.

Процессор размером с пирамиду ничем не будет отличаться по эффективности от просто кластера компьютеров. Потому что отдельные его части будут вынуждены работать независимо, иначе всё будет тормозить.

Витая пара работает нормально, потому что:

1) Там жилы толще на несколько порядков, а ещё разнесены дальше. В итоге сопротивление и паразитные ёмкости малы. И всё равно на тысячи километров витую пару не кидают (во всяком случае явно не с целью передачи гигабит данных).

2) Там приём и передача независимые процессы. В смысле, можно отправлять пакет, забив на то, что получателю он придёт с задержкой. Ибо пользователя пинг в несколько миллисекунд вполне устраивает. А вот для АЛУ или ОЗУ такой пинг неприемлем.

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от unanimous

Можешь начать с википедии.

Ладно, давай ссылку на страницу Википедии. Лучше на конкретный подраздел.

question4 ★★★★★
()
Последнее исправление: question4 (всего исправлений: 1)

http://c2.com/cgi/wiki?ChuckMoore

z80 избыточно сложен для мультипроцессинга и ерлангования в виде один поток - один проц - пр потоках исполнения в 100500 количествах.

да и golang интересно бы было бы бы посмотреть бы на бы такой решётке процов.

и да см pdp-8 https://en.wikipedia.org/wiki/PDP-8#Architectural_significance там вообще чуть ли не https://en.wikipedia.org/wiki/One_instruction_set_computer

qulinxao ★★☆
()
Ответ на: комментарий от cvs-255

Почему? Ну да, дикое нечто, восьмибитгые данные с шестидесятичетырёхбитной адресацией. Но я за то, чтобы разработчиков держать в узде, восемь бит и точка. И никаких там векторов-шмекторов! Набора ассемблерных команд z80 хватало на всё. на нём даже браузер написали, на 48 килобайтах!

Deleted
()
Ответ на: комментарий от KivApple

Думается мне, что у трансатлантического телеграфа главная проблема была с ёмкостью линии.

Информация для размышления: погонная ёмкость витой пары примерно 56 пФ/м. Это никак не мешает гнать гигабитный ethernet по кабелю в десятки метров ёмкостью в единицы нанофарад.

Хинт: телеграфные уравнения, длинная линия, волновое сопротивление, согласование волнового сопротивления, режим бегущей волны.

quoob
()
Ответ на: комментарий от wieker

+1, первый адекватный ответ в треде

Только не частота, а IPS (instructions per second). Частота-то там будет как раз 1/время переключения, только на одну инструкцию этих переключений нужно сделать чуть более чем дохрена.

intelfx ★★★★★
()
Последнее исправление: intelfx (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Deleted

на нём даже браузер написали, на 48 килобайтах!

Фонтанировать не надо. Не было никакого браузера. Был эмулятор терминала, а браузер работал на более другом железе.

lenin386 ★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

quickquest> Помехозащищённость и радиационная стойкость — вне конкуренции.

У оптических устройство как раз помехозищищённость и радиационная стойкость может оказаться гораздо хуже, чем у кремниевых.

Quasar ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Deleted

Не был, тем более, в 90-х годах. Максимум, что делали, это FTP. Но TCP-IP разбирала другая машина. Вся эта техника настолько слаба, ты уже и забыл, насколько. Или не знал. Для всего хаватало. ЛОЛ ! Да ни для чего хватало.

lenin386 ★★★★
()
Последнее исправление: lenin386 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от unanimous

Размер элементов нынче такой, что сами кремниевые микросхемы приходится запихивать в такие корпуса, которые многократно превосходят размеры самого кремния.

Quasar ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от lenin386

здрасте, а модемы на них вешали? Вешали. Да, я уже плохо помню, что там и как было. Для всего хватало! Скорости и памяти ему не хватало, а «офисы» и на z80 уже были. И веб тогда вебом был! Да и до сих пор гики извращаются.

Deleted
()
Ответ на: комментарий от qrck

qrck> С уменьшением размеров транзисторов их быстродействие обычно возрастает, т.к. меньшему количеству электронных дырок нужно рекомбинироваться / расходиться при переключении. Как следствие — реальная скорость работы отдельных транзисторов возрастает.

Однако, возникает проблема, когда сама по себе архитектура оказывается неэффективной по отношению к быстродействию этих самых транзисторов.

qrck> Можно как вариант разместить на одном чипе сотен 5 z80 ядер, и сделать такую супер-параллельную параллельную вычеслительную штуковину.

И тут возникает проблема: надо как-то эти ядра согласовывать, чтобы они не простаивали. То есть, надо устроить эффективное взаимодействие между ними. Итого Z80 для этого просто не подходит.

Quasar ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Napilnik

DOS как раз успел нехило так развиться в виде сторонних версий. Вот только он нафиг был не нужен из-за своего тяжелого и глупого наследия, которое не вписывается в более современные компьютеры. А венда в итоге и стала продолжением доса.

Quasar ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Deleted

здрасте,

Привет.

а модемы на них вешали? Вешали.

И щито, забыл, что такое BBS ? Или не знал ? Это и есть терминал.

Для всего хватало!

Ни для чего не хватало. Когда я пощупал IBM PC после ZX, я опупел. Разница размером в пропасть.

а «офисы» и на z80 уже были.

Были-были. Со свободной оперативой килобайт 20, фиксированным размером шрифта 3x8 (нет ошибок). Не имеющий понятия о буфере обмена и половине функций, без которых работать вообще нельзя. Всё это замечательно, но тебя бы посадить за такой офис, быстро бы пришёл в себя.

И веб тогда вебом был! Да и до сих пор гики извращаются.

Веба на Z80 не было *НИКОГДА*

lenin386 ★★★★
()
Последнее исправление: lenin386 (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от lenin386

В микроконтроллерах очень активно применяется именно SRAM. Я ещё ни разу не видел микроконтроллера с другим типом памяти (вру, у TI есть линейка с FRAM, но это совсем экзотика).

KivApple ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Deleted

Если что, модемы выход в интернет как таковой не обеспечивают - они только соединяют две машины по телефонной линии. А уж какой протокол использовать, это уже вопрос совсем другой. Для TCP/IP с использованием различных приложений Z80 слабоват.

Quasar ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от lenin386

Но тем не менее это не какой-нибудь кеш, а основной и единственный модуль памяти.

Да и микросхемы вполне себе выпускаются:

http://www.chipdip.ru/catalog/ic-sram/

http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w900014.html

Можно подключить к FPGA или некоторыми жирными микроконтроллерам.

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от lenin386

Я не могу найти, но раньше видел даже планку памяти SRAM, которую можно воткнуть в современный ПК. Разумеется, по цене она сильно проигрывала DRAM.

SRAM по факту имеет преимущества перед DRAM - она быстрее и жрёт меньше (при одинаковом техпроцессе, разумеется). Однако состоит из большего количества транзисторов, поэтому стоит дороже. Не случайно её пихают в кеши процессоров. Если бы не цена, то её и в ОЗУ все пихали бы. DRAM выигрывает только за счёт цены.

В микроконтроллерах ОЗУ - десятки килобайт, поэтому цена SRAM перестаёт играть важную роль. Зато становится важным пониженное энергопотребление.

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 2)
Ответ на: комментарий от KivApple

Ничего ты не видел, не было таких планок. Все преимущества SRAM остались в прошлом веке. В кеши её пихают потому, что ассоциатвную память делать проще и вообще традиции.

lenin386 ★★★★
()
Последнее исправление: lenin386 (всего исправлений: 1)
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.